1 引言

能源是社會發(fā)展和人類生存的前提。近年來，隨著社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對物質(zhì)能源的需求日益增加，能源供需緊張，環(huán)境污染嚴(yán)重。因此，轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)成為社會的主流趨勢。電力作為能源的重要組成部分，對經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活起著至關(guān)重要的作用�？茖W(xué)高效的使用能源，合理配置電力資源，走可持續(xù)發(fā)展的道路顯得尤為關(guān)鍵。
上世紀(jì)，國外便開展了對電源規(guī)劃的研究，形成了一套科學(xué)的電源規(guī)劃體系。在研究過程中美、法、德等國家，首先對能源的綜合、環(huán)境治理這一課題進(jìn)行科學(xué)研究。中國在掌握大量科研資料的基礎(chǔ)上，從本國國情出發(fā)，運(yùn)用建立模型的途徑來對本國綜合資源規(guī)劃進(jìn)行探究。
本文從原理、過程、模型、目的及阻礙因素著手對綜合資源規(guī)劃進(jìn)行了簡單介紹。同時(shí)本文還從減能降耗的大目標(biāo)出發(fā)，探討了發(fā)電側(cè)、需求側(cè)以及節(jié)能主體方在綜合資源規(guī)劃中的作用，通過詳細(xì)研究三者，建立了與之相對應(yīng)的模型。借用模型來解決研究和實(shí)際操作中遇到的問題。

2 電源規(guī)劃理論概述

電力能源與其他能源存在差異。在電力的策過程中，物質(zhì)能源依附性、不可再生性、能源互補(bǔ)轉(zhuǎn)換性、環(huán)境影響性、用戶消耗可控性都是重要的變動(dòng)影響因素。針對電力能源的這些物質(zhì)屬性，在能源生產(chǎn)、制作及消耗的過程中，要密切注意環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)性發(fā)展、減能降耗、清潔能源的開發(fā)和利用等方面。

電源規(guī)劃作為電力規(guī)劃的重要方面，在規(guī)劃的過程中要充分考慮到環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類正常生活、資源再利用等因素。電源規(guī)劃的主要目標(biāo)有：緩解電力資源供需矛盾；增強(qiáng)資源的綜合利用率，尤其是非可再生資源；減少對環(huán)境的壓力，挖掘清潔資源和可再生資源，建設(shè)可持續(xù)性和環(huán)境保護(hù)型社會。
（1）傳統(tǒng)規(guī)劃方法
20世紀(jì)60年代，傳統(tǒng)規(guī)劃法則是電力規(guī)劃的主要手段。傳統(tǒng)電力規(guī)劃通過對當(dāng)前電力負(fù)載量大小的評估，在滿足諸多客觀因素的前提下，達(dá)到最佳電力規(guī)劃的目標(biāo)。傳統(tǒng)電力規(guī)劃數(shù)據(jù)運(yùn)算通常把實(shí)現(xiàn)全部資金消耗最小化作為目的，全部資金消耗由發(fā)電廠資金消耗及運(yùn)作消耗組成。如下：          
是全部資金消耗； 是第t年的資金消耗；r代表貼現(xiàn)比重； 是第t年的運(yùn)作消耗； 是貼現(xiàn)基礎(chǔ)年份。
（2）數(shù)學(xué)規(guī)劃方法
1970年后，隨著社會進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展，電力規(guī)劃開始把數(shù)學(xué)規(guī)劃法則當(dāng)做電力規(guī)劃的主要運(yùn)算法則。數(shù)學(xué)規(guī)劃法則分為：線性法則、動(dòng)態(tài)最佳法則、混合整數(shù)法則。這三種法則各有利弊。其中線性法則適用于在線性算數(shù)的范圍中獲得目標(biāo)函數(shù)最佳答案的辦法；動(dòng)態(tài)最佳法則用于多階段判斷過程中求得最佳答案；混合整數(shù)法則適用于變動(dòng)因素中有非整數(shù)的情況。
（3）人工智能規(guī)劃方法
隨著新興理論和電力規(guī)劃相融合的發(fā)展，電力規(guī)劃步入新階段——人工智能化階段。它包括理論非清晰化、系統(tǒng)專業(yè)化、模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法四種方法。理論非清晰化用于處理非確定性因素。系統(tǒng)專業(yè)化適用于處理分散性、非線性的問題。模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于尋求最佳解決規(guī)則。遺傳算法能高效處理“維數(shù)災(zāi)”問題。
（4）電力綜合資源規(guī)劃方法
90年代，中國著力于電力綜合資源規(guī)劃的研究。它是一種新穎的規(guī)劃手段，適用于研究需求估量、供給兩方剖析及總體規(guī)劃等問題。它與傳統(tǒng)電力規(guī)劃有很大不同。第一、雙方的側(cè)重資源類型存在差異；第二、資源持有方也有所不同；第三、方案牽涉的操作運(yùn)行對象不一致；第四、兩者的資源挑選所依據(jù)的原則也是不一樣的。
（5）電源規(guī)劃理論的實(shí)踐應(yīng)用
上世紀(jì)60年代，國外便探究出多個(gè)適用于不同對象的電力規(guī)劃模型及運(yùn)用算法。一方面，國內(nèi)通過借鑒國外的成熟的理論體系和研究成果；另一方面從本國國土面積廣大，資源空間分布存在差異，國家能源政策指導(dǎo)變動(dòng)大的實(shí)際國情出發(fā)，我國對電源規(guī)劃進(jìn)行多方面、多領(lǐng)域的探究科研，得出了一套極具中國特色、適合本國國情的電源規(guī)劃算法。
3 電力綜合資源規(guī)劃中節(jié)能評價(jià)分析方法
（1）電力綜合資源規(guī)劃
電力能源綜合策劃即將供需雙方的要求及特點(diǎn)準(zhǔn)確把握，對總體的電力能源需求綜合考慮，在確保利益最大化和能源利用最佳化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)總投資金額最少化的目標(biāo)。它的操作步驟主要是：確立最終目標(biāo)；估算能源總體需求量；對供需兩側(cè)準(zhǔn)確把控；總體規(guī)劃已選資源；運(yùn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)方案；多方面監(jiān)督評價(jià)規(guī)劃方案。
（2）電力綜合資源規(guī)劃目標(biāo)及其分析
能源綜合規(guī)劃是電力綜合資源規(guī)劃的核心內(nèi)容，其關(guān)鍵作用在于建造PIRP模型同時(shí)借此獲得真實(shí)有效、合理科學(xué)的電力策劃方案。PIPR通過綜合調(diào)整供需雙方的資源配比，以最少的資金投入比重，實(shí)現(xiàn)滿足社會的能源需求的目標(biāo)。
PIRP是在一定限制因素下對全部投入最少化的策劃，它與TPRP的差異在于PIRP額外考慮了排放物的限制情況。通過對PIRP的提升可以輕易的得出最佳運(yùn)行方案，同時(shí)也可以輕松的計(jì)算出其他因素的數(shù)值。
依據(jù)上文所述原理，為尋找到國內(nèi)在第T年對清潔可再生能源的消耗以及電廠動(dòng)能最大化的高效操作方案即實(shí)現(xiàn)從0年到T年的總成本最小化目標(biāo)。設(shè)立目標(biāo)函數(shù)為：
                                     （公式1）
式中  ——電力建設(shè)的總成本；
      ——規(guī)劃期內(nèi)各年投產(chǎn)機(jī)組的固定費(fèi)用之和(考慮資金時(shí)間價(jià)值)；
 ——規(guī)劃期內(nèi)各年所有機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用之和(考慮資金時(shí)間價(jià)值)；
     ——規(guī)劃期內(nèi)各年投產(chǎn)機(jī)組在規(guī)劃期末的殘值(考慮資金時(shí)間價(jià)值)。
    三個(gè)分項(xiàng)分別用公式表示為:

                                         （公式2）
式中  ——規(guī)劃期的時(shí)間段，在本論文中，規(guī)劃期為0~T年；
      ——年份；
      ——機(jī)組類型的數(shù)量，在本論文中，機(jī)組類型有14個(gè)；
      ——機(jī)組類型的序號，，1、2、3 …… 11、14依次代表煤電、燃?xì)獍l(fā)電、水電、核  電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電、照明設(shè)備EPP、電機(jī)EPP、調(diào)速設(shè)備EPP、移峰設(shè)備EPP、高效家電EPP、可中斷設(shè)備EPP、節(jié)能變壓器EPP、政策EPP (通過對需求側(cè)施行管理政策減少電能消費(fèi)，以形成廣義的EPP，可細(xì)分為N種)，前6個(gè)為常規(guī)電源，后8個(gè)為能效電廠；


    ——第t年第 類機(jī)組的新增裝機(jī)容量；
    ——第t年第 類機(jī)組的單位容量成本；
        ——第t年的資金時(shí)間價(jià)值系數(shù)。
                        （公式3）

式中  ——第t年第 類機(jī)組的總發(fā)電量；
          ——第t年第 類機(jī)組的單位變動(dòng)成本；
          ——常規(guī)電源類型數(shù)量，在本論文中為6 (即煤電、燃?xì)獍l(fā)電、水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電)。
                                                  （公式4）
     式中  ——第t年新增的第 類機(jī)組在規(guī)劃期末(第T年)的殘值；
          ——第T年的資金時(shí)間價(jià)值系數(shù)。
       更進(jìn)一步式(2-3)中的    可以由第t年第m類機(jī)組的年平均利用小時(shí)數(shù)確定,即               
                                            （公式5）               


   式中  ——第t年第   類機(jī)組的期初裝機(jī)容量；
         ——第t年第  類機(jī)組新增容量折算等效平均容量的系數(shù)；
     ——第t年第講類機(jī)組的年平均利用小時(shí)數(shù)。

通過研究PIRP模型，可以看出：化石能源是影響規(guī)劃目標(biāo)的主要因素；燃料投入占總投入的很大比重；提高化石燃料利用率有利于緩解污染物排放及能源的供給矛盾；水能動(dòng)力束縛使得供電方對其他動(dòng)能的依賴性增加；風(fēng)能的能源挖掘是目前科研的主要方面；縮減太陽能成本是使其參與PIPR的基礎(chǔ)。減少能耗，提高利用率是本國電力資源策劃的中心。
（3）電力節(jié)能綜合影響因素分析
本國電力需求主要受經(jīng)濟(jì)格局變動(dòng)、低碳政策運(yùn)行、清潔資源推廣、電力傳送和新型科技進(jìn)步及運(yùn)用、節(jié)能減耗及電力需求方的監(jiān)管這幾方面的影響。伴隨著產(chǎn)業(yè)化區(qū)域化轉(zhuǎn)移及新型低碳政策運(yùn)行和新型清潔動(dòng)能的投入使用，并且在國家加大治污力度及大力發(fā)展新興動(dòng)能傳輸技術(shù)下，國家的電力節(jié)能取得長效發(fā)展。
（4）節(jié)能績效指標(biāo)
（5）電力節(jié)能關(guān)鍵要素分析模型

4 電力綜合資源規(guī)劃節(jié)能評價(jià)模型設(shè)計(jì)
（1）電力需求側(cè)管理的能效電廠效應(yīng)
（2）電力綜合資源規(guī)劃系統(tǒng)架構(gòu)分析
（3）電力綜合資源規(guī)劃模型的構(gòu)建
電力綜合資源規(guī)劃流程
電力綜合資源規(guī)劃模型的決策目標(biāo)
電力綜合資源規(guī)劃模型的約束條件
（4）算例分析
電力綜合資源規(guī)劃模型求解
環(huán)境承載力綜合評價(jià)與電源區(qū)域布局
5 總結(jié)與展望

參考文獻(xiàn)
[1] 姓名1,姓名2. 文獻(xiàn)題目[J]. 期刊名稱. 年份 期數(shù)(月份):頁碼.

本文編號：582892